[发明专利]用于燃料喷射器的背压调节阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种背压调节阀，用于燃料喷射器，以调节作用在燃料喷射器的喷射阀元件上的背压。

背景技术

通常，用于内燃机的燃料喷射器包括喷射孔和喷射阀元件，燃料通过该喷射孔被喷射到发动机中，喷射阀元件开启并且闭合该喷射孔。燃料喷射器通过控制作用在喷射阀元件上的背压来开始和停止向发动机喷射燃料。

更具体的，在燃料喷射器中，形成有喷嘴室和背压室，喷嘴室用于积聚燃料压力，以将喷射阀元件沿着喷射孔开启方向挤压，背压室用于积聚相反的燃料压力(即背压)，以将喷射阀元件沿着喷射孔闭合方向挤压。通过控制在背压室中积聚的背压，喷射阀元件沿着喷射孔开启方向或者喷射孔闭合方向移动，从而开启或者闭合喷射孔。另外，通过控制流入或流出背压室的燃料的量，背压室中的背压被控制。另外，流动到背压室外的燃料被返回到燃料箱，并且然后再次从燃料箱被供应到燃料喷射器。

另一方面，随着在环境方面广泛的关注，用于内燃机的液化气燃料越来越引起注意。液化气燃料表示气体燃料，这种气体燃料可以通过压缩在周围温度被液化，并且例如包括二甲醚(DME)，液化石油气(LPG)、和液化天然气(LNG)。

然而，液化气体燃料不能以液体形式存在，除非在高达数MPa的压力下，并且因此会随着压力减小而容易蒸发。

当用于内燃机的液化气燃料在燃料喷射器的背压室中蒸发时，开启和闭合喷射孔的喷射阀元件的操作将变得不稳定，使得燃料喷射器在每次燃料喷射中难以喷射适合量的燃料。

为了保持较高的背压，并且从而防止液化气体燃料在背压室中蒸发，一个办法是将背压调节阀设置在背压室和燃料箱之间的回流路径中。背压调节阀可以由具有简单结构的单向阀构成，并且用于保持背压，防止下降至低于预订的阈值。

更具体的，背压调节阀可以构造成包括阀元件和弹簧，阀元件用于开启和闭合回流路径，弹簧用于沿着闭合所述回流路径的方向挤压该阀元件。仅当背压室中的背压超过阈值时，阀元件才开启回流路径，因此防止背压降至低于阈值。另外，理想的是，背压的阈值，即背压调节阀的阀开启压力，仅取决于弹簧的预加载。

然而，在这种背压调节阀中，除了弹簧，阀元件下游侧上的燃料压力(下面简单称为下游燃料压力)同样施加力以将阀元件沿着闭合回流路径的方向挤压。

通常，下游燃料压力大致等于燃料箱的内部压力。另外，燃料箱的内部压力大致等于液化气体燃料的饱和蒸气压力；饱和蒸气压力随着液化气体燃料的温度而极大地变化。因此，下游燃料压力同样随着液化气体燃料的温度而极大地变化。结果，沿着闭合回流路径方向作用在阀元件上的总的挤压力，即等于作用在阀元件上的由弹簧施加的挤压力和下游燃料压力的合力，同样随着液化气燃料的温度而极大地变化。结果，背压调节阀的阀开启压力同样随着液化气燃料的温度而极大地变化，使得背压的阈值不恒定。

另外，日本专利首次公开No.2003-65186公开了一种具有压力调节阀的燃料喷射泵。压力调节阀设置在燃料通道中，该燃料通道形成在燃料喷射泵和燃料箱中，从而调节燃料通道中的燃料压力。然而，在压力调节阀中，活塞(即阀元件)还承受着由下游燃料压力施加的挤压力。因此，当液化气体燃料被用于燃料喷射泵时，压力调节阀的阀开启压力同样随着液化气体燃料的温度而极大地变化。

发明内容

本发明是考虑到上述问题而做出的。

根据本发明，提供一种背压调节阀，用于内燃机的燃料喷射器。燃料喷射器包括：至少一个喷射孔，液化气燃料通过该喷射孔被喷射到发动机中；喷射阀元件，开启和闭合喷射孔；和背压室，用于积聚背压以将喷射阀元件沿着闭合喷射孔的方向挤压。背压调节阀设置在回流路径中，该回流路径用于将流动到燃料喷射器的背压室外的液化气燃料回流到燃料箱中，从而调节在背压室中积聚的背压。背压调节阀包括：阀元件，开启和闭合回流路径；挤压元件，将阀元件沿着闭合回流路径的方向挤压；和改变装置，用于根据燃料箱的内部压力或者燃料箱的内部温度来改变作用在阀元件上的挤压元件的挤压力。

利用上述结构，当沿着闭合回流路径方向作用在阀元件上的下游燃料压力的挤压力随着燃料箱的内部压力变化而改变时，对于改变装置可以改变作用在阀元件上的挤压元件的挤压力，以抵消下游燃料压力的挤压力的变化。结果，与燃料箱的内部压力的变化无关，沿着闭合回流路径方向作用在阀元件上的总的挤压力可以保持恒定，从而保持背压调节阀的阀开启压力恒定。